[发明专利]一种垃圾焚烧炉床层燃烧的计算方法

权利要求书

1.一种垃圾焚烧炉床层燃烧的计算方法，包括根据燃烧物理化学过程设定为水分蒸发模型，挥发分析出模型，挥发分燃烧模型和固定碳燃烧模型构成了整个垃圾焚烧的全过程；根据物理化学反应方程，及其所对应的反应速率方程，依据计算流体力学而推导的控制方程、离散过程和求解算法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是水分蒸发模型是：生活垃圾进入焚烧炉后，首先被焚烧炉内的辐射加热，与外界高温气体进行热交换，反应速率方程为：

R_evp＝A_sh_s(C_w,s-C_w,g)

式中，A_s为计算体积的表面积(m²)；C_w,s，C_w,g分别为固体颗粒表面和气相部分的水蒸气浓度；h_s为气固两相传质系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是发分的析出模型是：垃圾组分中挥发分在加热的条件下会裂解成小分子气体，反应速率为：

Rv=Avexp(-EvRTs)ρsYv]]>

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是挥发分燃烧模型是：挥发分中分燃烧设定为CO，H₂，CH₄，NH₃，其燃烧反应方程设定及反应速率如下表：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是固定碳的燃烧模型是：挥发分的系数也是垃圾碳化的过程，挥发完毕后固定碳会被点燃，由于是燃烧反应，考虑碳的氧化反应，化学方程如下：

C_(s)+αO₂→2(1-α)CO+(2α-1)CO₂

反应速率为：

Rc=PO2/(1/kr+1/kd)]]>

式中，k_r,k_d分别为化学反应速率系数和氧气扩散系数，化学反应参数k_r主导反应速率，参数取值为A_c＝860kg/(m²s kPa),E_c＝18000×R。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是控制方程来自质量守恒，能量守恒，动量守恒三个方面，共涉及连续方程，能量方程，动量方程，组分方程四类方程，方程如下表：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是离散过程和求解算法将源相分别写进上述控制方程中，构建通用格式的方程：

∂(ρΦ)∂t+div(ρuΦ)=div(λ▿Φ)+SΦ]]>

式中，ρ为密度，u为速度，λ为扩散系数，Φ为被求解变量，S_Φ为对应源相在整个床层上采用交错网格技术划分网格，用中心差分格式将所有方程离散至每一个网格中，并采用SIMPLE算法进行编程求解。